ТОМ 80, №2

РАСЧЕТНЫЙ АНАЛИЗ РЕЖИМОВ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ НЕПРЕРЫВНО-ЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ С КРУГОВЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ
С помощью метода конечных разностей на неравномерной по времени и пространству сетке решена нелинейная задача теплопроводности с разрывными коэффициентами. Разностные схемы приведены с "весом", позволяющим регулировать точность вычислений. Проведен вычислительный эксперимент для типовой марки стали.
Автор:  С. В. Баханович, В. Т. Борухов, В. И. Тимошпольский, С. М. Кабишов, Е. В. Калиневич, В. А. Цурко
Стр:  3

ОПТИМАЛЬНАЯ ТОЛЩИНА ОХЛАЖДАЕМОЙ СТЕНКИ, ПОДВЕРЖЕННОЙ ЛОКАЛЬНОМУ ФРИКЦИОННОМУ НАГРЕВУ В РЕЖИМЕ ТРЕНИЯ ВЕРЧЕНИЯ
Методами математического моделирования исследованы особенности стационарного температурного поля в охлаждаемой плоской изотропной стенке, подверженной локальному фрикционному нагреву круговым источником в режиме трения верчения. Установлена возможность существования оптимальной толщины стенки, обеспечивающей минимальную температуру ее наиболее нагретой точки.
Автор:  А. В. Аттетков, И. К. Волков, Е. С. Тверская
Стр:  9

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ АКТИВНОСТИ ПЕРЕОХЛАЖДЕННЫХ ЖИДКОСТЕЙ
Рассматривается экспериментальная методика исследования тепловой активности переохлажденных жидкостей с использованием кратковременных измерений в стадии иррегулярного теплового режима.
Автор:  Д. В. Василевский, Г. Г. Спирин, О. А. Тимофеев
Стр:  15

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ ПРИ ИМПУЛЬСНОМ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
Представлены результаты численного моделирования температурного поля в одно- и двухслойных материалах при электронно-лучевом воздействии в стационарном и импульсном режимах, а также проанализированы условия, при которых обеспечивается управление параметрами термообработанного слоя за счет варьирования длительностью, скважностью и числом импульсов воздействия.
Автор:  В. А. Груздев, В. Г. Залесский, Д. Г. Руголь
Стр:  20

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ЦЕНТРОБЕЖНОМ ДИСПЕРГИРОВАНИИ МАТЕРИАЛОВ С ВЫСОКИМ ПАРОГАЗОВЫДЕЛЕНИЕМ
Проведен анализ физических процессов в вакуумной камере при центробежном диспергировании вращающихся со скоростью 10-80 м/с заготовок из алюминиевых сплавов Д16 и АМг6 с местным плавлением под воздействием неподвижного электронного пучка удельной мощностью ~10⁹ Вт/м². Предложена методика приближенных расчетов плавления при импульсном нагреве, диффузии и парогазовыделении в вакуум.
Автор:  А. Н. Пономарёв
Стр:  25

ПЕРЕНОС ДИСКРЕТНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ ПОТОКАМИ С КОНЦЕНТРИРОВАННОЙ ЗАВИХРЕННОСТЬЮ
Рассматриваются вопросы, связанные с моделированием движения дискретных включений (твердых частиц, капель или пузырьков) в потоках с концентрированной завихренностью. Проводится сравнительная оценка силовых факторов в уравнении движения пробной частицы. Обсуждаются результаты численного моделирования движения дискретных включений в зазоре между концентрическими вращающимися цилиндрами и вихревым потоком, сформированным вращением жидкости с постоянной угловой скоростью над неподвижным основанием. Находятся координаты точек равновесия пробной частицы в вихревом потоке.
Автор:  К. Н. Волков
Стр:  36

АНАЛИЗ ПРОЦЕССА СМЕШЕНИЯ ПАССИВНОЙ ПРИМЕСИ В СТРУЙНОМ СМЕСИТЕЛЕ
Представлены экспериментальные результаты для двух режимов смешения пассивной примеси в осесимметричном струйном смесителе: смешение турбулентной струи и спутного потока с образованием рециркуляционной зоны за соплом и аналогичное смешение без образования рециркуляционной зоны (Re_d = 10 000). Измерение поля скорости выполнено в поперечных сечениях смесителя на различных расстояниях от сопла (0.1 << x/D << 9.1>) однокомпонентным лазерным доплеровским анемометром, а поле скаляра (концентрация пассивной примеси) диагностировано методом Laser Induced Fluorescence. На основе полученных распределений скаляра вычислены автокорреляционная функция и интегральный масштаб, восстановлен вид функции плотности распределения вероятности, а также построены распределения коэффициентов асимметрии и эксцесса. Осуществлена визуализация течения в смесителе.
Автор:  В. Л. Жданов, А. Д. Чорный, Э. Хассель
Стр:  46

РАСЧЕТ ТУРБУЛЕНТНОГО ПЕРЕНОСА ИМПУЛЬСА В ТВЕРДОЙ ФАЗЕ НА ОСНОВЕ УРАВНЕНИЙ ДЛЯ ВТОРЫХ И ТРЕТЬИХ МОМЕНТОВ ПУЛЬСАЦИЙ СКОРОСТЕЙ ЧАСТИЦ
На основании разработанной методики расчета получена цепочка уравнений переноса для вторых и третьих моментов пульсаций скоростей дисперсной фазы в анизотропном поле энергии хаотического движения частиц. Учитываются межфазное и межчастичное взаимодействия. Турбулентные характеристики газа рассчитываются на основе однопараметрической модели турбулентности, обобщенной на случай двухфазных турбулентных течений.
Автор:  Б. Б. Рохман
Стр:  60

МОДИФИЦИРОВАННАЯ ЗОННАЯ МОДЕЛЬ РАСЧЕТА ТЕРМОГАЗОДИНАМИКИ ПОЖАРА В АТРИУМЕ
Разработана модифицированная зонная модель расчета термогазодинамики пожара. Предложено уравнение для определения расходов газовой смеси и дыма через поперечные сечения конвективной колонки. Представлены и обсуждены результаты численного расчета параметров тепломассообмена при пожаре в атриуме с использованием модифицированной зонной, зонной и полевой моделей. Рассмотрены особенности применения зонных моделей при оценке пожарной опасности в атриуме.
Автор:  С. В. Пузач, Е. С. Абакумов
Стр:  84

КОНВЕРСИЯ МЕТАНА В ВОДОРОД В ВОЛНЕ ФИЛЬТРАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ БОГАТЫХ МЕТАНО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ
Рассмотрен процесс некаталитической конверсии метана в водородосодержащий синтез-газ в спутной волне фильтрационного горения, основанный на сверхадиабатическом эффекте. Исследовано влияние состава и удельного расхода рабочей смеси на основные параметры конверсии - максимальную температуру в волне фильтрационного горения, скорость ее распространения, а также состав продуктов реакции. На основании полученных экспериментальных данных найдены оптимальные режимы фильтрационного горения с точки зрения наиболее эффективной конверсии метана в водородосодержащий синтез-газ.
Автор:  Ю. М. Дмитренко, С. А. Жданок, Р. А. Клёван, В. Г. Минкина
Стр:  90

О ФИЛЬТРАЦИОННОМ ОХЛАЖДЕНИИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕГО ЗЕРНИСТОГО СЛОЯ ПРИ НАЛИЧИИ ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА ПЕРВОГО РОДА
В рамках двухтемпературного приближения выполнено математическое моделирование процесса фильтрационного испарительного охлаждения тепловыделяющего слоя. На этой основе разработан инженерный метод расчета охлаждения зернистого слоя, который позволяет определить положение и размер зоны испарения, перепады давления в системе. В критериальной форме получены условия существования различных режимов испарительного охлаждения (наличие одной, двух или трех зон нагрева и испарения теплоносителя).
Автор:  Ю. С. Теплицкий, В. И. Ковенский
Стр:  96

ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА ПРОДУКТОВ ГАЗИФИКАЦИИ БИОМАССЫ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ
Представлено описание проведенных опытов по газификации древесной биомассы в псевдоожиженном слое. Полученные экспериментальные данные сравнивались с результатами расчетов термодинамически равновесного состава синтез-газа. Исследовано влияние типа катализатора и влажности древесной биомассы на состав получаемого синтез-газа.
Автор:  В. А. Бородуля, Г. И. Пальченок, О. С. Рабинович, С. В. Василевич
Стр:  105

ВЛИЯНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПАРЕНИЯ НА ПАРАМЕТРЫ ГАЗА ВБЛИЗИ ПОВЕРХНОСТИ
Исследована зависимость коэффициента скачка концентрацииот коэффициента испарения для разбавленной бинарной смеси, когда концентрации компонентов существенно различны. Получено аналитическое выражение скачка концентрации для случая, когда частота столкновений молекул пропорциональна их скорости.
Автор:  А. В. Латышев, А. А. Юшканов
Стр:  121

ВЛИЯНИЕ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ И ТЕПЛОМАССООБМЕНА НА ПРОТЕКАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПИРОЛИЗА ОДИНОЧНЫХ ЧАСТИЦ ВЫСОКОЗОЛЬНЫХ УГЛЕЙ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ДАВЛЕНИЯХ
Проводится сопоставительный анализ равновесной и неравновесной моделей расчета скоростей фазовых переходов (испарения-конденсации) продуктов пиролиза, влияния конвективного тепломассообмена с инертными частицами золы и газовым потоком при пиролизе одиночных частиц высокозольных углей в условиях функционирования технологических установок с циркулирующим кипящим слоем под давлением.
Автор:  В. П. Пацков
Стр:  127

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМНО-КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОМБИНИРОВАННОГО ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЯ
Исследована гидродинамика разработанного комбинированного пылеуловителя на основе математического планирования эксперимента. Получены расчетные зависимости отношения общих потерь давления в аппарате к их минимальной величине, коэффициента гидравлического сопротивления и эффективности улавливания для камеры центробежного отделения, стадии фильтрования и комбинированного пылеуловителя от режимно-конструктивных параметров. Проведена оптимизация разработанного комбинированного пылеуловителя. Установлены оптимальные интервалы изменения его режимно-конструктивных параметров, при которых обеспечивается высокая эффективность улавливания и минимальное гидравлическое сопротивление. Разработаны и внедрены на ОАО "Красный Мозырянин" комбинированные пылеуловители КП-350-10 и КП-400-10.
Автор:  А. В. Акулич, В. М. Лустенков
Стр:  139

ИССЛЕДОВАНИЕ МАССООБМЕНА В РОТОРНОМ ДИСПЕРСИОННО-ПЛЕНОЧНОМ АППАРАТЕ
Приведены результаты экспериментальных исследований десорбции двуокиси углерода из воды в роторном дисперсионно-пленочном аппарате. Выявлены основные параметры, влияющие на изменение объемного коэффициента массоотдачи в жидкой фазе и эффективность массообмена. Приведен сравнительный анализ исследованного аппарата с известными конструкциями.
Автор:  И. А. Лютаревич
Стр:  144

ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ УРОВНЕМ ГРУНТОВЫХ ВОД С УЧЕТОМ ВЫПАДАЮЩИХ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ
Моделируется оптимальное управление режимом грунтовых вод осушаемого массива польдерной системы, имеющей один проводящий канал, с учетом выпадающих атмосферных осадков. Расчеты проводились на основе инвариантной (независимой от конфигурации и числа проводящих открытых каналов) нестационарной математической польдерной системы, включающей стратегию управления уровневым режимом грунтовых вод (решались совместно система дифференциальных уравнений Сен-Венана для открытого канала, двумерное дифференциальное уравнение Буссинеска и дифференциальное уравнение переноса воды в дренах).
Автор:  Н. Д. Бобарыкин, К. С. Латышев
Стр:  149

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СИНТЕЗА СКДН С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРА С ЗАДАННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ РАЗВЕТВЛЕННОСТИ
Проведено математическое моделирование взаимовлияющих процессов теплообмена и химического превращения при получении синтетического диенового каучука на неодимсодержащей каталитической системе (СКДН) для каскада реакторов непрерывного действия. На основе предложенной модели исследовались основные характеристики разветвленности СКДН. Решена задача оптимизации технологических режимов процесса полимеризации бутадиена на неодимсодержащем катализаторе при увеличении числа реакторов в каскаде.
Автор:  Г. А. Аминова, Г. В. Мануйко, В. В. Бронская, Т. В. Игнашина, А. И. Исмагилова, Г. И. Литвиненко, Г. С. Дьяконов, Д. В. Башкиров
Стр:  153

МЕМБРАННОЕ СЕЛЕКТИВНОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ БИНАРНЫХ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ
Предложен общий подход к решению сопряженной задачи массообмена при разделении бинарных газовых смесей в селективно-проницаемых мембранных элементах с учетом внешнего конвективного и внутримембранного диффузионных сопротивлений.
Автор:  В. И. Байков, Н. В. Примак
Стр:  161

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ КАПИЛЛЯРНОГО ОБРАЗЦА ПРИ АКУСТОКОНВЕКТИВНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
Исследуется процесс сушки модельного капиллярного образца, находящегося в интенсивном акустическом поле в условиях конвективного обдува. Видеосъемкой зарегистрирован капельный механизм экстракции воды из капилляров образца. Показано, что движущей силой этого процесса является разность акустического давления во внешнем потоке и внутри полости образца. Измерения показали определенное повышение температуры внутри капилляра при воздействии акустического поля. Исследовано влияние положения капилляров относительно фронта звуковой волны и скорости потока. Показано, что при горизонтальном расположении капилляров температура в них заметно ниже по сравнению с вертикальным положением. Получены кинетические кривые сушки образца.
Автор:  Ю. Г. Коробейников, А. П. Петров, Г. В. Трубачеев, А. В. Федоров
Стр:  166

МОДЕЛЬ ДВИЖЕНИЯ ЗОНДА В РЕЖИМЕ ПОЛУКОНТАКТНОЙ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ
Получено численное решение уравнения движения осциллирующего зонда атомно-силового микроскопа, касающегося упругой поверхности образца, в поле поверхностных сил. Оценено влияние положения зонда и модуля упругости образца на динамические параметры движения и характеристики контактного деформирования образца.
Автор:  С. О. Абетковская, С. А. Чижик
Стр:  173

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ ТЕПЛОМЕТРИЯ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ
Представлена конструкция распределенного волоконно-оптического датчика радиационного теплового потока (РТП). Разработана методика и получены результаты измерений "эффективного" коэффициента пропускания световода без оболочки при его боковом освещении. Предложен алгоритм измерения подводимого РТП в процессе испытаний образцов материалов на установке лучистого нагрева. Проведены пробные эксперименты и отмечена удовлетварительная корреляция между показаниями распределенного датчика РТП и температурой в образцах материалов, измеряемой термопарами.
Автор:  Г. Ф. Горностаев, Г. А. Фролов, В. В. Пасичный, Г. В. Ткаченко
Стр:  180

ФОРМИРОВАНИЕ МЕДНЫХ ДОРОЖЕК НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДЛОЖКАХ МЕТОДОМ ТЕРМОТЕНЗОГРАФИИ
Показано, что термотензографический процесс в слое раствора дибромида меди в этаноле с последующим каталитическим восстановлением меди в токе водорода при 450 ^oС можно использовать для получения проводящих дорожек. Установлено, что в открытом слое жидкости формируются дорожки из изолированных кристалликов меди, а в слое внутри замкнутого объема благодаря испарительно-конвективному усилению изображения образуются дорожки из сросшихся кристалликов. В первом случае дорожки не проводят электрический ток, а во втором их удельное сопротивление в 4·10³ раза больше, чем у монолитной меди.
Автор:  Б. А. Безуглый, М. М. Денисов, О. А. Тарасов
Стр:  186

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ ТЕРМОУПРУГОСТИ ПОЛУМОМЕНТНОЙ ИЗОТРОПНОЙ СРЕДЫ
Получена матрица Купрадзе фундаментальных решений системы уравнений термоупругости полумоментной изотропной среды с учетом времени релаксации тепловых возмущений.
Автор:  С. М. Босяков, И. М. Мартыненко
Стр:  193

ОБ ОДНОЙ ГРАНИЧНОЙ ЗАДАЧЕ ДЛЯ УРАВНЕНИЯ ЛАПЛАСА
Выведено интегральное уравнение типа Фредгольма второго рода для задачи с косой производной, возникающей в стационарной теории теплопроводности. Уточняется один результат Я. Б. Лопатинского.
Автор:  И. М. Мартыненко
Стр:  197

ПРИМЕНЕНИЕ ВАРИАЦИОННО-ГРАДИЕНТНОГО МЕТОДА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОПТИМИЗАЦИИ ФОРМЫ РЕШЕТОК ПРОФИЛЕЙ
Разработан и применен метод для решения задач оптимизации формы решеток профилей, названный вариационно-градиентным и основанный на вычислении градиента функционала оптимизационной задачи с использованием значений вариаций параметров течения по переменным проектирования, определяемым из системы уравнений газовой динамики в вариациях. Проведено тестовое сравнение его эффективности с аналогичным (градиентным) методом, в котором градиент функционала вычисляется с помощью метода конечных разностей, на решении конкретных задач оптимизации решеток профилей. Получено существенное ускорение процесса поиска экстремума.
Автор:  С. М. Аульченко
Стр:  79

ИНДУЦИРОВАННЫЙ ИЗЛУЧЕНИЕМ ДРЕЙФ ВОДОРОДА И ЕГО ЗАХВАТ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МЕМБРАНАХ И ЧАСТИЦАХ
На основе многостадийною подхода к описанию абсорбции водорода в металлах рассмотрены некоторые вопросы индуцированного излучением  массоneреноса водорода, а также его захвата в металлических мембранах и аэрозольных частицах.
Автор:  В. В. Левданский, И. Смолик, П. Моравец
Стр:  112

РАСЧЕТ РАДИАЦИОННЫХ ПОТОКОВ К ПОВЕРХНОСТИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА С ПОМОЩЬЮ МЕТОДА ДИСКРЕТНЫХ ОРДИНАТ
Представлены метод и результаты численного моделирования радиационного нагрева задней поверхности космического аппарата MSRO Европейского космического агентства. Для определения радиационных тепловых потоков используется метод дискретных ординат на неструктурированных тетраэдральных сетках. Радиационная модель основана на уравнении переноса излучения в многогрупповом приближении. Численный расчет выполнен для наиболее теплонапряженной точки предполагаемой траектории входа космического аппарата типа MSRO в атмосферу Марса. Проведено сравнение с методом дискретных ординат на структурированных сетках. Демонстрируется хорошее согласие результатов расчетов на структурированных и неструктурированных сетках. Предсказан уровень радиационных тепловых потоков к задней поверхности космического аппарата MSRO.
Автор:  Филипский М. В., Суржиков С. Т.
Стр:  71

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ